Der in früherer Zeit =direct= aus den Erzen dargestellte Stahl hiess
=Wolfsstahl=, wenn er durch Verschmelzen der Erze in Herden erhalten, und
=Osemund=- oder =Blasestahl=, wenn der Stahl in Blau- oder Blasöfen
dargestellt worden war. Der =indische= Stahl oder =Wootz= wird in Indien
noch heutzutage direct aus den Erzen dargestellt. Das vor einigen Jahren
aufgetauchte Verfahren der directen Stahlbereitung von =Chenot=, nach
welchem reine und reiche Eisenerze durch reducirende Gase zu Eisenschwamm
reducirt werden, welcher dann in Oel getaucht und geglüht wird, ist in
der That keine directe Stahlbildung, sondern nur Erzeugung von Stahl
durch Kohlung von Stabeisen. Aehnliche Darstellungsarten des Stahls
direct aus den Erzen sind die von =Gurlt= und von =Liebermeister=.
Je nach der Darstellungsweise unterscheidet man daher nachstehende
verschiedene Stahlsorten:
[Sidenote: Frischstahl.]
I. Der =Frischstahl=, durch theilweise Entkohlung des Roheisens erhalten,
kann entweder sein:
1) =Herdfrischstahl= (Schmelzstahl, natürlicher Stahl, Mock); zu seiner
Darstellung dient hauptsächlich ein aus Spatheisenstein erblasenes
Roheisen (Rohstahleisen), welches in Steiermark, Kärnten, Krain und
Tirol, ferner im Thüringerwalde (Schmalkalden und Suhl) und endlich in
den preussischen Regierungsbezirken Arnsberg und Coblenz (im
Siegenschen) in grossen Quantitäten als Spiegeleisen und luckiges und
blumiges Floss, grösstentheils mit Holzkohlen, zum Theil auch mit Koks
erblasen wird. Aus gewöhnlichem grauen Roheisen kann man zwar auch
Rohstahl darstellen, er ist jedoch von geringerer Qualität. Das
Rohstahlfeuer hat im Wesentlichen die Einrichtung eines Frischfeuers,
doch unterscheidet sich das Stahlfrischen vom Eisenfrischen dadurch, dass
man das Garwerden des Roheisens durch Behandeln =unter= dem Winde zu
bewirken sucht, während das Roheisen beim Eisenfrischen stets =vor= oder
=über= dem Winde gehalten werden muss. Dadurch wird der Kohlenstoff nur
allmählich verbrannt und der Arbeiter hat es in seiner Gewalt, den
Process in dem Augenblick zu unterbrechen, wo der Stahl gar ist.
2) =Flammenofenfrischstahl= oder =Puddelstahl=. Ein allgemein anerkannter
Fortschritt in der Stahlfabrikation ist dadurch eingetreten, dass man aus
sehr verschiedenen Sorten von Roheisen durch den Puddelprocess mit
Steinkohlen Puddelstahl erzeugt, welcher bei einem sehr billigen Preise
zu Bandagen für Locomotiv- und Eisenbahnwagenräder und andere grössere
und schwerere Gegenstände verwendet wird. Besonders wichtig ist der
Puddelstahl als Material für die Gussstahlfabrikation.
Der steirische und kärntnische Schmelzstahl ist zwar weit theurer als
der Puddelstahl, zu einzelnen bestimmten Zwecken aber auch unersetzbar,
wie zu Schneidewaaren, Klingen, Sägen, Federn, Feilen. Im Allgemeinen
verwendet man den Puddelstahl immer mehr und mehr zu Zwecken, zu denen
man sonst Holzkohlenstabeisen gebrauchte.
3) =Bessemerstahl=. Die Anwendung eines Stromes atmosphärischer Luft zum
Entkohlen des flüssigen Roheisens, um aus diesem direct Stahl
darzustellen, bildet die Basis des Bessemerprocesses, durch welchen der
nach dem Erfinder =Henry Bessemer= in Sheffield (1855) benannte
=Bessemerstahl= (_Bessemer steel_) dargestellt wird. Wenn beim
Verfrischen des Roheisens zu Stahl, sei es nun im Frischherde oder im
Puddelofen, zwar die Luft durch ihren Sauerstoff thätig ist, um die
Entkohlung des Roheisens zu bewirken, so äussert sie doch ihre Wirkung
dort nur auf die Aussenfläche kleinerer oder grösserer Eisentheilchen und
die Operation schreitet daher nur langsam vorwärts; zugleich ist die
Temperatur nicht hoch genug, um den resultirenden Stahl, welcher
strengflüssiger ist als das Roheisen, flüssig zu erhalten. Daher kommt
es, dass durch den Frischprocess der Stahl in Form einer teigigen Masse
erhalten wird, deren Ungleichförmigkeit man durch nachheriges Umschmelzen
zu beseitigen sucht. =Bessemer= dagegen treibt grosse Mengen Luft durch
ein sehr heiss geschmolzenes Roheisenquantum und vollendet so dessen
Entkohlung und Umwandelung in Stahl in ausserordentlich kurzer Zeit.
Dabei erhöht sich die Temperatur in Folge der Verbrennung des
Kohlenstoffs, einer kleinen Menge Eisen und der vorhandenen fremden
Stoffe (Silicium, Aluminium, Phosphor etc.) dergestalt, dass auch nach
Beendigung der Entkohlung der resultirende Stahl flüssig bleibt -- ein in
ökonomischer Hinsicht wichtiges Moment -- und sofort in Formen gegossen
werden kann.
Man bedient sich bei der Bereitung des =Bessemerstahls= eines kleinen,
einige Fuss hohen Schachtofens oder einer eiförmigen, von Eisenblech
gemachten und mit feuerfestem Thonbeschlag ausgefütterten Retorte
(Birne, Convertor), in welche einige Zoll über dem Boden, durch fünf,
aus feuerfestem Thon bestehende, 3/8 Zoll weite Formen stark gepresster
Wind eingeführt werden kann. Auf der halben Höhe des Ofens ist eine
Oeffnung angebracht, durch welche flüssiges Roheisen aus dem Hochofen
eingeleitet werden kann; auf der entgegengesetzten Seite befindet sich
am Boden eine mit Lehm verschlossene Oeffnung, durch welche der Stahl
abgestochen werden kann. Sobald der Wind eingelassen und der Ofen etwa
zur Hälfte mit flüssigem Roheisen angefüllt worden ist, entsteht
heftiges Aufkochen des Metalles mit Flammen und Funkensprühen (was
darauf zu beruhen scheint, dass unvollständig entkohltes Eisen und mit
fein eingemengtem Oxyd beladenes Eisen durcheinander geschüttelt
werden). Je nach der Dauer der Einwirkung (10-25 Minuten) bildet sich
Stahl oder Stabeisen. In neuerer Zeit scheint man nach dem sogenannten
=englischen= Verfahren es vorzuziehen, die Entkohlung des Roheisens,
selbst in dem Falle, wo Stahl (oder Bessemermetall) fabricirt werden
soll, fast vollständig, d. h. ziemlich bis zum Zustande des
Schmiedeeisens zu treiben und dann eine gewisse Menge geschmolzenes
weisses Roheisen (Spiegeleisen) zuzumischen. Nach dem =schwedischen=
Verfahren treibt man die Entkohlung nur so weit, dass die Stahlbildung
eingetreten ist. Man stellt daraus dar Dampfkesselbleche, Radbandagen
(Tyres), Federn, Wagenaxen, Eisenbahnschienen, Kanonen, Kanonenkugeln
und schwere härtere Gegenstände. Weniger geeignet erscheint der
Bessemerstahl zu Werkzeugen, wie Bohrer, Meissel, Drehstähle, Feilen
etc., namentlich in solchen Fällen, wo es auf die Erzielung einer
dauerhaften Schärfe ankommt. Der weiche Bessemerstahl (=Bessemereisen=)
hat sich als ein ausgezeichnetes Material zur Herstellung dünner Bleche
erwiesen, welche verzinnt oder zur Erzeugung von gepressten und
vertieften Gegenständen verwendet werden. Von England aus verbreitete
sich seit 1862 der Bessemerprocess nach Schweden, Frankreich, dem
norddeutschen Bunde, Süddeutschland, Oesterreich, Russland und Italien.
Auch in Nordamerika hat man seit 1866 mit der Errichtung von
Bessemerhütten begonnen. Nach einer bei Gelegenheit der Pariser
Ausstellung vom Jahre 1867 gemachten Schätzung werden jährlich folgende
Mengen von Bessemerstahl producirt, woraus zugleich zu ersehen, wie
gross der Lohn ist, den =Bessemer= von seiner Erfindung in England
erntet, da die von den Hütten an ihn zu entrichtende Patenttaxe pro
Centner 1/3 Thaler beträgt:
Hütten Converters Centner.
England in 15 und 50 per Woche 120,000
Preussen " 6 " 22 " " 29,200
Frankreich " 6 " 12 " " 17,600
Oesterreich " 6 " 14 " " 13,000
Schweden " 7 " 15 " " 10,600
Die in Seraing (in Belgien) existirende Bessemerhütte soll wöchentlich
gegen 1200 Centner Bessemerstahl produciren. In Oberitalien bestehen
zwei Bessemerhütten. Aus den vorstehenden Erhebungen ergiebt sich, dass
die Productionsfähigkeit an Bessemerstahl in Europa fast das Quantum
von 9,5 Millionen Centner erreicht, wenngleich die wirkliche Production
im Jahre 1869 nicht über 6 Millionen Centner ausgemacht haben dürfte,
wovon gegen 70 Proc. auf England kommen.
4) =Uchatius=- und =Martinstahl=. An den Bessemerstahl schliesst sich der
vom k. k. Obersten =Uchatius= im Jahre 1856 dargestellte =Uchatiusstahl=
an, der direct aus dem Roheisen dargestellt wird, indem man granulirtes,
aus Magneteisenstein erblasenes Roheisen mit Spatheisensteinpulver
beschickt und die Beschickung im Graphittiegel schmilzt und den
erhaltenen Stahl in Zaine giesst. Nach der vor einigen Jahren von =E.
Martin= aufgetauchten Modification, die den in neuester Zeit
vielbesprochenen =Martinstahl= liefert, wird das Schmelzen nicht mehr in
Tiegeln, sondern auf der muldenförmigen Sohle eines Flammenofens mit
Hülfe eines =Siemens='schen Regenerativ-Gasofens ausgeführt. Es wird eine
Partie Roheisen eingeschmolzen und in das unter einer Schlackendecke
stehende Bad in gewissen Zwischenräumen so lange Schmiedeeisen
eingetragen, bis eine Schöpfprobe nachweist, dass die ganze Masse die
sehnige Natur des Schmiedeeisens angenommen hat. Durch Zusatz einer
bestimmten Menge Roheisen wird alsdann die Masse in Stahl verwandelt. Der
Martinstahl ist Massegussstahl und dient zu Eisenbahnschienen, Bandagen
und hauptsächlich Gewehrläufen. Den =Tunner='schen Glühstahl (1855) oder
hämmerbares Gusseisen erhält man durch Glühen von weissem Roheisen mit
sauerstoffabgebenden Körpern (Eisenoxyd, Braunstein, Zinkoxyd).
5) =Heatonstahl=. Nach dem Verfahren von =Heaton= (mit welchem im Princip
das Verfahren von =Hargreaves= und eine neue Methode der Stahlbereitung
von =Bessemer= -- 1869 -- identisch sind) wird das Roheisen mit
Natronsalpeter gefrischt. Hierdurch wird nicht nur das Roheisen entkohlt,
sondern auch der Phosphor und der Schwefel in Form von Phosphat und
Sulfat in die Schlacke getrieben. Die Einführung des =Salpeterfrischens=
in die Eisenindustrie scheint grosse Wichtigkeit erlangen zu wollen.
[Sidenote: Kohlungsstahl.]
II. Die zweite Hauptstahlart ist der =Kohlungsstahl= (Cementstahl),
welcher durch anhaltendes Glühen von Stabeisen mit kohlehaltigen
Substanzen, die zugleich Stickstoff enthalten, dargestellt wird. Um einen
guten Cementstahl zu erzeugen, ist es nothwendig, gutes Stabeisen
anzuwenden, wie es Schweden (namentlich Dannemora) und der Ural liefert.
Das schwedische Eisen (aus Magneteisenstein und Rotheisenstein
dargestellt) gelangt in grosser Menge nach Frankreich und England, um
dort in Cementstahl übergeführt zu werden, da das englische Eisen und
selbst das beste nur zu gewöhnlichen Stahlsorten zu verwenden ist. Der
Cementstahl (und neuerdings auch der Bessemerstahl) ist das Hauptmaterial
der englischen Gussstahlfabrikation, die ihren Sitz in Sheffield hat.
Das Verfahren bei der Cementstahlfabrikation ist folgendes: Die
Eisenstäbe werden schichtenweise mit dem kohlehaltigen Pulver
(Cementirpulver) in thönerne Kästen eingelegt, diese werden luftdicht
verschlossen. Zwei solche Kästen sind in einem Ofen angebracht, der mit
Steinkohlen, selten mit Holz gefeuert wird und 6 Tage in der Rothglut
bleibt, worauf man ihn erkalten lässt und die in Stahl verwandelten
Stäbe herausnimmt. Ein Ofen enthält 300-350 Ctr. Eisen. Die
Cementirpulver müssen die zur Bildung von Cyankalium nöthigen
Bedingungen oder bereits fertig gebildetes Cyanmetall, wie z. B.
Cyanbarium, enthalten, da, wie aus neueren Untersuchungen hervorzugehen
scheint, das Cyan (CN) als Träger des Kohlenstoffs bei der
Cementstahlbildung angesehen werden muss. Der durch Cementiren
erhaltene Rohstahl ist nach der Operation brüchig und auf seiner
Oberfläche gewöhnlich blasig (daher sein Name =Blasenstahl=).
[Sidenote: Gerbstahl.]
Sowol der Roh- als auch der Cementstahl sind sehr ungleichartig und
lassen sich daher nicht direct verarbeiten, sondern müssen vorher durch
=Gerben= oder =Raffiniren= homogen gemacht werden. Das Gerben geschieht
dadurch, dass man die rohen Stäbe zu dünnen flachen Stäben ausreckt,
diese rothglühend in kaltes Wasser wirft, mehrere davon zu einem Bündel
(eine Zange oder Garbe) zusammenlegt, weissglühend macht und dann
wieder unter dem Hammer oder zwischen Walzen ausreckt. Der Gerbstahl
führt, weil er auch zu Tuch- und Schafscheeren verwendet wird, den
Namen =Scheerenstahl=. Das Gerben eignet sich besser für den Rohstahl
als für den Cementstahl, bei dessen Raffination das Umschmelzen
geeigneter ist.
[Sidenote: Gussstahl.]
Der =Gussstahl=, welcher in der modernen Industrie zur Darstellung von
Kanonen, Glocken, Eisenbahn-Radreifen (Bandagen, Tyres), Achsen und
anderen Theilen von Locomotiven, Anker, Gewehrläufen, Pumpenstangen und
als Werkzeugstahl eine so wichtige Verwendung gefunden, wird durch
Umschmelzen von Frischstahl (Herdfrischstahl und Flammenofenfrischstahl),
Martinstahl, Bessemermetall oder Kohlungsstahl dargestellt. Durch
zweckmässige Auswahl des einzuschmelzenden Materials lässt sich jede
gewünschte Beschaffenheit des Gussstahls erlangen.
Das Schmelzen des Stahles geschieht in feuerfesten Tiegeln (ohne
Gebläse) entweder bei Glühfeuer von Koks oder mittelst
Steinkohlenflammenfeuer in nach Art der Glasöfen construirten
Flammengefässöfen oder endlich mit Gasfeuerung und =Siemens='schen
Regeneratoren. Der geschmolzene Stahl wird in eiserne Barrenformen
gegossen. Nach dem Erkalten werden die Stahlbarren wieder glühend
gemacht und unter Hämmern oder zwischen Walzen ausgereckt; das so
bearbeitete Metall heisst alsdann =raffinirter Gussstahl=. Derselbe ist
weit vorzüglicher als Stahl aus demselben Eisen, das aber durch Gerben
von rohem Cementstahl bereitet wurde. In Preussen hat sich die
Gussstahlfabrikation hauptsächlich auf das Ruhrsteinkohlenbecken
concentrirt, und die bedeutendste Fabrik dort und wol überhaupt Europas
ist die von =Fr. Krupp= in Essen, deren Hauptmaterial Puddelstahl
ist[4]. Bei der Vollkommenheit des Gussstahles und der Möglichkeit
dieses in Beziehung auf Festigkeit, Zähigkeit, Elasticität und Härte
beste aller Materialien durch Giessen in die gewünschte Form bringen zu
können, ist der Anwendung des Gussstahls ein grosses Feld geöffnet und
der Maschinenconstruction ein weites unschätzbares Mittel geboten.
[4] Im Jahre 1864 producirte die =Krupp='sche Gussstahlfabrik mit 6600
Arbeitern 54 Millionen Pfd. Gussstahl. In der Fabrik befinden sich
363 Dampfmaschinen (mit 3160 Pferdekraft) und 34 Dampfhämmer. Im
Januar 1866 beschäftigte das Etablissement über 8000 Arbeiter. Die
Produktion von 1865 betrug 100, die von 1866 etwa 120 Millionen
Pfd. Gussstahl. Die 1867 auf dem Marsfelde in Paris ausgestellte
Krupp'sche Gussstahlkanone wog 1000 Ctr. Die Bochumer
Gussstahlfabrik hatte unter anderm auch eine Glocke von fast 300
Centner Gewicht geliefert, so wie ein interessantes
Gussstahlobject, bestehend aus 22 aneinanderhängenden, ein einziges
Stück bildenden Wagenrädern.
[Sidenote: Stahl aus Schmiedeeisen und Roheisen.]
III. Eine dritte Stahlsorte ist die durch Zusammenschmelzen von Roheisen
(Spiegeleisen) und Schmiedeeisen dargestellte. Die Zähigkeit, Härte und
Schweissbarkeit des so erhaltenen Stahles -- im Jahre 1867 auf der
Pariser Ausstellung in der italienischen Abtheilung unter dem Namen
=Glisentistahl= ausgestellt -- sind von der Quantität des zugesetzten
Schmiedeeisens abhängig. In gewisser Hinsicht ist der Martinstahl hierher
zu rechnen.
[Sidenote: Verstählen.]
Oftmals ist es zu gewissen technischen Zwecken hinreichend, weiches Eisen
nur auf seiner Oberfläche in Stahl zu verwandeln. Man nennt diese
Operation die =Verstählung= oder die =Einsatzhärtung=; sie wird
ausgeführt, indem man den zu verstählenden Gegenstand auf der Oberfläche
mittelst Smirgel reinigt, ihn mit einem kohlehaltigen Cementpulver
(vergl. Seite 27) einschichtet und in einem gewöhnlichen Windofen ohne
Gebläse glüht. An der Oberfläche verwandelt man das Eisen in Stahl, indem
man dasselbe im glühenden Zustande mit Blutlaugensalzpulver oder mit
einem Gemenge von Thon und Boraxpulver überstreut.
[Sidenote: Eigenschaften des Stahls.]
[Sidenote: Anlassen des Stahls.]
[Sidenote: Stahl mit anderen Metallen.]
[Sidenote: Damascenerstahl.]
Stahl ist von lichtgrauweisser Farbe, nicht sehr starkem Glanz, körnigem
und gleichartigem Bruche, und von je dichterem Korne, je besser er ist.
Die körnige Textur des Stahles ist charakteristisch; guter weicher Stahl
zeigt nie die grobkörnige Textur des grauen Roheisens, noch das Sehnige
des Schmiedeeisens. Gehärteter Stahl gleicht auf seiner Bruchfläche dem
feinsten Silber und die Körner sind kaum mit unbewaffnetem Auge zu
unterscheiden. Er lässt sich, gleich dem Schmiedeeisen, im glühenden
Zustande schneiden und schweissen; nur ist er dabei vorsichtiger zu
behandeln, um eine Entkohlung zu vermeiden. Er ist ferner schmelzbar wie
das Gusseisen und vereinigt deshalb die Vorzüge desselben mit denen des
Schmiedeeisens. Durch Eintauchen von weichem Stahl in verdünnte Salzsäure
oder Salpetersäure wird die Textur desselben blossgelegt, welches Mittel
zur Beurtheilung und Vergleichung der Qualität des Stahles anwendbar ist.
-- Sein specifisches Gewicht variirt zwischen 7,62-7,81. Es vermindert
sich beim Härten (z. B. von 7,92 auf 7,55). Der Kohlenstoffgehalt
differirt von 0,6-1,9 Proc. Durch den grösseren Gehalt an Kohlenstoff
nimmt die Festigkeit und Härte des Stahles zu. Der Stahl enthält keinen
Graphit. Die sich als Elasticität äussernde Biegsamkeit, welche guter
Stahl in hohem Grade besitzt, nimmt mit der Härte ab. Im glühenden
Zustande abgelöscht, gewinnt der Stahl an Härte und Sprödigkeit, so dass
er Glas ritzt und der Feile widersteht. Ein polirtes Stahlstück nimmt bei
allmäligem Erhitzen nach und nach verschiedene Farben (Anlauffarben) an.
Durch das Erhitzen des Stahls bildet sich nämlich auf der Oberfläche
desselben eine dünne Oxydschicht, welche die Farben dünner Schichten
zeigt, die wir an den Seifenblasen und dann bemerken, wenn wir einen
Tropfen Oel auf Wasser giessen; die wir ferner bei der =Metallochromie=
wahrzunehmen Gelegenheit haben. Man nennt diese Operation, welche das
farbige Anlaufen des Stahles zum Zwecke hat, das =Anlassen= (Nachlassen).
Zur richtigen Beurtheilung der Temperatur und des davon abhängigen
Härtegrades bedient man sich der Anlauffarben. Da es ziemlich schwierig
ist, ein Stahlstück gleichmässig zu erwärmen, so bedient man sich
zuweilen zu diesem Zwecke der Metallbäder. Man benutzt verschiedene
Legirungen von Zinn und Blei, die man bis auf ihren Schmelzpunkt erhitzt.
In das geschmolzene Metall wird der glasharte Stahl so lange eingetaucht,
bis er die Temperatur des Metallbades angenommen hat. Folgende Tabelle
giebt die Zusammensetzung der Metallbäder, wie sie für das Anlassen
schneidender Stahlinstrumente durch Erfahrung am zweckmässigsten befunden
worden ist:
===========================+===================+========+===============
Name des Instruments. | Metallbad. |Schmelz-| Anlauffarbe.
| | punkt. |
---------------------------+--------+----------+--------+---------------
| Pb. | Sn. | |
Lanzetten | 7 | 4 | 220° |Kaum blassgelb.
Rasirmesser | 8 | 4 | 228° |Blassgelb bis
| | | | strohgelb.
Federmesser | 8-1/2 | 4 | 232° |Strohgelb.
Scheeren | 14 | 4 | 254° |Braun.
Aexte, Hobeleisen, | | | |
Taschenmesser | 19 | 4 | 265° |Purpurfarbig.
Klingen, Uhrfedern, | | | |
Crinolinfedern | 48 | 4 | 288° |Hellblau.
Dolche, Bohrer, feine Sägen| 50 | 2 | 292° |Dunkelblau.
|-------------------| |
Hand-, Lochsägen |in kochendem Leinöl| 316° |Schwarzblau.[5]
Je niedriger man den Stahl erhitzt, um so härter, aber auch um so spröder
bleibt er. Es ist nicht in Abrede zu stellen, dass noch andere Substanzen
als Kohle Eisen in Stahl umzuwandeln vermögen; das Härten des
Eisens mittelst Borax deutet darauf hin, dass der Kohlenstoff durch das
der Kohlenstoffgruppe ungehörige Bor, vielleicht auch durch Silicium
ersetzt werden könne. Ferner ist es ausser allem Zweifel, dass ausser dem
Kohlenstoff Beimengungen anderer Metalle dem Stahl vorzügliche
Eigenschaften ertheilen können, so verdankt der =Wolframstahl=, welcher
seit einigen Jahren, namentlich in Steiermark, erzeugt wird, seine
vorzüglichen Eigenschaften, die in besonderer Festigkeit und grosser
Härte bestehen, dem Vorhandensein von kleinen Mengen Wolfram. Eine
berühmte Sorte des Stahls ist der =Damascenerstahl=, der zur Herstellung
der Damascenerklingen dient, zu welchem jedoch das Rohmaterial aus Kabul
in Afghanistan bezogen wird; er besitzt die Eigenschaft, wenn seine
Oberfläche mit Säure geätzt wird, ungleichförmige Adern (Damascirung) zu
zeigen; auch durch Umschmelzen verliert er diese Eigenschaft nicht. Man
hat sie durch die Annahme zu erklären gesucht, dass der Kohlenstoff mit
dem Eisen in verschiedener Weise verbunden sei, und dass diese
verschiedenen Kohlenstoffverbindungen je nach ihrer grösseren oder
geringeren Neigung zu krystallisiren sich trennen. Dieser Stahl (auch
=Wootz= genannt) wird in Ostindien von den Eingebornen dargestellt, indem
das nach einem sehr unvollkommenen Processe dargestellte Roheisen in
zerhacktem Zustande mit 10 Proc. zerschnittenem Holze der _Cassia
auriculata_ gemengt, das Gemenge in Schmelztiegel gebracht und darin mit
Blättern der _Asclepias gigantea_ bedeckt wird; die Tiegel werden mit
feuchtem Thon verstrichen und in einem Ofen bei möglichst niederer
Temperatur ungefähr 2-1/2 Stunde lang erhitzt. Der erhaltene
aluminiumhaltige Stahl wird vor dem Ausschmieden nochmals erhitzt.
[5] Im Allgemeinen giebt man die =gelbe= Anlauffarbe Werkzeugen, welche
sehr hart bleiben sollen, mithin allen zur Bearbeitung des Eisens
und von harten Gesteinen dienenden, dann Rasirmessern,
chirurgischen Instrumenten, Grabsticheln, Stempeln, Zieheisen etc.;
die =purpurrothe= Farbe meist den Werkzeugen zur Holzbearbeitung;
die =violette= bis =dunkelblaue= Farbe erhalten Gegenstände, die
zugleich Elasticität (Federhärte) besitzen sollen, wie Uhrfedern,
Klingen, Sensen, Sicheln, Hand- und Lochsägen.
Als Beispiel der Zusammensetzung einiger Stahlsorten seien folgende
Analysen angeführt:
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Eisen 97,91 98,154 98,602 98,75 99,01 99,12 99,351
Kohlenstoff {C[Greek: g]}
{C[Greek: b]}
1,69 1,730 1,380 1,02 0,41}
0,010 Spur 0,15 0,08} 1,87 0,532
Silicium 0,03 0,202 0,006 0,04 -- 0,10 0,032
Schwefel Spur 0,003 -- -- -- -- 0,001
Phosphor -- -- Spur -- -- -- 0,001
Mangan -- -- 0,012 -- -- -- --
Kupfer 0,37 -- -- -- -- -- --
100,00 100,000 100,000 100,00 99,5 101,09 99,917
1) Raffinirter Gerbstahl von Siegen. 2) Gussstahl von Schmalkalden. 3)
Puddelstahl. 4) Russische Gussstahlkanone. 5) Cementstahl von Elberfeld.
6) Englischer Cementstahl. 7) Kruppstahl.
[Sidenote: Stahlstich.]
Zum Graviren und Aetzen von Stahl (=Siderographie=) benutzt man Platten
aus Gussstahl, entkohlt sie auf der Oberfläche, um sie zum Graviren
geeignet zu machen und verwandelt sie nach dem Graviren wieder in
Stahl. Eine solche Platte dient als Matrize, um mittelst derselben
Patrizen anzufertigen, die zur beliebigen Uebertragung des Stiches auf
andere Platten benutzt werden. Zur Anfertigung der Patrizen dient eine
Walze aus Gussstahl, die eine so grosse Oberfläche besitzen muss, dass
diese die Platte gerade bedeckt. Die Walze wird auf der Oberfläche
entkohlt und sodann gegen die Matrize gepresst, sodass die Zeichnung
erhaben auf der Matrize zum Vorschein kommt. Die Patrize wird darauf
gehärtet und kann nun benutzt werden, um auf Kupfer oder weich gemachte
Stahlplatten die Zeichnung zu übertragen. Anstatt des Gravirens der
Platten wendet man auch das Aetzen an, zeichnet wie gewöhnlich und ätzt
sodann die Zeichnung in den Stahl mittelst einer Aetzflüssigkeit ein;
als solche benutzt man Salpetersäure oder salpetersaures Silberoxyd
oder schwefelsaures Kupferoxyd. Eine vorzügliche Aetzflüssigkeit ist
eine Auflösung von 2 Th. Jod und 5 Th. Jodkalium in 40 Th. Wasser.
[Sidenote: Gegenwärtiger Zustand der Eisenindustrie.]
Die internationalen Industrieausstellungen zu London (1851 und 1862)
und Paris (1855 und 1867) haben die enormen Fortschritte der
Stahlindustrie seit einem Vierteljahrhundert vor Augen geführt. Die in
der That bewunderungswürdigen Erfolge lassen sich in folgende zwei
Punkte zusammenfassen: 1) Für einen bedeutenden Theil der jetzigen
Stahlfabrikation tritt als bezeichnend das Streben nach massenhafter
und wohlfeiler Produktion solchen Stahles auf, welcher -- in Folge
grösserer Festigkeit und geringerer Abnutzbarkeit -- vortheilhaft als
Ersatz des Schmiedeeisens und der Bronze zu grossen Objecten verwendet
werden kann, keineswegs aber zu feineren Arbeiten ohne Weiteres eine
gleiche Brauchbarkeit besitzt. Man braucht in dieser Hinsicht nur an
die Kanonen, die Eisenbahnschienen, die Thurmglocken, die Wellbäume für
Dampfboote u. s. w. zu erinnern, welche in Menge schon aus Stahl
hergestellt werden. Auf vorzügliche Güte des Stahles wird Verzicht
geleistet, daher die steigende Ausdehnung der Fabrikation von
Puddelstahl auf Kosten der Schmelz- und Rohstahlbereitung und in der
Gussstahlfabrikation, die besonders zur Erzeugung eines Massestahls von
homogener Beschaffenheit geeignet ist, die Einführung von Methoden,
welche auf die directe Verwendung des Roheisens (nach den Verfahren von
=Bessemer=, =Heaton=, =Hargreaves=, =Martin= und =Uchatius=), ja selbst
auf die der Eisenerze (nach den Vorschlägen von =Chenot=,
=Liebermeister= und =Gurlt=) sich stützen. 2) Ein neues, äusserst
schätzbares Material ist der Stahlindustrie in dem zähen Massen- oder
Maschinengussstahl geworden, welcher, zu verhältnissmässig niedrigen
Preisen dargestellt, Anwendungen gestattet, zu denen man früher nur
Schmiedeeisen nahm. In diese Kategorie gehörige Stahlsorten sind der
=Krupp='sche Maschinengussstahl, der Bessemerstahl, sowie jene
Stahlsorten, welche man (wie den Martinstahl) durch Zusammenschmelzen
von Roheisen oder Schmiedeeisen oder mit Eisenoxyd erhält. Wie es
scheint, wird der Gussstahl das Schmiedeeisen im Maschinenbau
verdrängen, sich auch an die Stelle des kohlenstoffreicheren harten
oder Werkzeugstahles setzen, sofern es sich um Artikel handelt, welche
der künstlichen Härtung nicht bedürfen. Diese Umwälzung, welche der
Stahlindustrie einen total veränderten Charakter verleiht, ist bereits
in bedeutendem Grade fortgeschritten und entwickelt sich täglich mehr.
Die jährliche =Stahlproduktion= in Europa lässt sich (1870) auf
6,285,000 Zollcentner (à 50 Kilogr.) schätzen, davon kommen auf
Grossbritannien 2,300,000
Frankreich 1,350,000
Belgien 125,000
Norddeutscher Bund 1,120,000
Oesterreich 900,000
Schweden 250,000
Russland 150,000
Italien 75,000
Spanien 15,000
------------------
6,285,000 Centner.
Von den 1,120,000 Ctr. Stahl, welche der norddeutsche Bund producirt,
kommen auf die älteren preussischen Provinzen (annähernd) 998,000 Ctr.;
diese vertheilen sich auf
Westphalen 780,000
Rheinprovinz 194,000
Schlesien 18,000
Sachsen 8,000
----------------
998,000 Centner.